Python之并查集 洛谷 蓝桥杯(1)

简介: Python之并查集 洛谷 蓝桥杯

同时正在备战蓝桥杯 题解如有不足请多批评指正

大一双非本科在读

目标是进大厂



洛谷:亲戚关系 题目链接

image.png

问题分析:这是一道考察并查集的经典例题。

何为并查集?并查集是一种(树型)数据结构 ,用于处理一些不相交集合的合并查询问题。

思想:用一个数组表示了整片森林,树的根节点唯一标识了一个集合,我们只要找到了某个元素的的树根,就能确定它在哪个集合里。例如给出数组parent=[0,1,5,1,3,1],parent[i]代表结点i的父结点(很形象吧!?)


观察数组,我们知道:parent[2]=5 ,说明了结点2的父节点是5


再来:parent[5]=1,说明了结点5的父节点是1


再来:parent[1]=1,说明了结点1的父节点是1


对上面这行可能有疑惑:我们先记住,若parent[i]=i  则i是一个集合内的根节点


那么他有什么作用:如果一个结点j 它的父节点的父节点的父节点的父节点.....是i


说明了j和它的父节点和它的父节点的父节点和....一共这么多结点,对于每一个结点,都可以访问到i结点。我们不如把它叫做祖先(能够访问 类似于 含有血缘关系,你和你的祖先,你的父亲的祖先,你的父亲的父亲的祖先都有血缘关系。)


因此这么多结点就构成了一个集合(代表集合的对象是根节点(祖先))


所以对于刚刚提到的数组,由于结点5可以访问到祖先>>1,所以5和1有血缘关系,即5属于祖先1代表的集合,由于结点2的父节点是5,所以它可以通过父节点5访问到祖先>>1,所以2和1有血缘关系,即2属于祖先1代表的集合。


因此我们要判断两个结点是否属于同一个集合,可以借助访问各自的祖先加以判断。


如果祖先相同,那么属于同一集合,否则不属于同一集合。


对于上述数组结点0和结点1就不属于同一集合


所以下面给出访问祖先的代码:(关于优化下面会阐述)

def find_root(x):
    while x!=parent[x]:3如果不是祖先 就访问自己的父节点
        x=parent[x]
    return x


那么上面这段代码就是代表了并查集的思想之一:查询


那么下面我们研究并查集的另一个思想:合并


再次给出上面那个例子parent=[0,1,5,1,3,1]


我们知道结点1,2,3,4,5同属于一个集合(用结点1来标识)


由于parent[0]=0 说明0是一个集合的祖先,这个集合用结点0来标识


由于以结点0为代表的集合元素个数为1,比较特殊,我们不妨给他(集合)添加两个结点


分别是结点6,结点7,因此parent=[0,1,5,1,3,1,0,0]


所以现在 结点0,6,7同属于一个集合(用结点0来标识)


下面研究合并,何为合并?就是将两个集合变为为一个集合


容易想到,我们可以把结点0(祖先)作为结点1的子结点,换句话说,把结点1作为结点0的父节点。


那么这样子有什么用:我们知道用结点0来标识的集合中的结点,都可以访问到结点0,现在结点0又可以访问到结点1,所以用结点0来标识的集合中的结点,都可以访问到结点1,因此用结点1来标识的集合 结点数目扩大了! 这不正达到了我们想要的效果吗?


简言之 集合A和集合B原本分属两大家族,把A的祖先作为B祖先的孩子,因而集合A和B中的所有结点都有了血缘关系,实现了家族合并。

所以下面给出合并的代码:


def union(x,y):#合并

   x_root,y_root=find(x),find(y)

   parent[x_root]=y_root#一般的x_root!=y_root,直接合并过去

                           #如果x_root=y_root,合并本身,没有发生任何变化

所以 代码就可写出了:

def find_root(x):
    while x!=parent[x]:
        x=parent[x]
    return x
def union(x,y):
    x_root=find_root(x)
    y_root=find_root(y)
    parent[x_root]=y_root
n,m,p=map(int,input().strip().split())
parent=[i for i in range(n+1)]#初始化
for i in range(m):#h合并
    tmp=list(map(int,input().strip().split()))
    union(tmp[0],tmp[1])
for j in range(n):#判断
    tmp=list(map(int,input().strip().split()))
    if find_root(tmp[0])==find_root(tmp[1]):
        print('Yes')
    else:
        print('No')

image.png



目录
相关文章
|
2月前
|
算法 程序员 图形学
脑洞大开!Python并查集:用最简单的方式,解决最复杂的数据结构问题!
【7月更文挑战第17天】并查集,数据结构明星,处理不相交集合合并与查询。Python实现核心操作:查找与合并。路径压缩优化查找,按秩合并保持平衡。实战应用如图连通性判断,算法竞赛利器。掌握并查集,解锁复杂问题简单解法,照亮编程之旅!
42 10
|
2月前
|
Python
告别低效!Python并查集:数据结构界的超级英雄,拯救你的编程人生!
【7月更文挑战第18天】并查集,数据结构超级英雄,用于不相交集合的合并与查询。Python实现包括初始化、查找根节点和合并操作。应用广泛,如社交网络分析、图论问题、集合划分等。示例代码展示了解决岛屿数量问题,统计连通的“1”单元格数。掌握并查集,提升编程效率,解决复杂问题。
40 6
|
2月前
|
存储 Python
震惊!Python并查集:解锁数据结构新姿势,让你从菜鸟秒变大神!
【7月更文挑战第18天】并查集,一种处理不相交集合的树形数据结构,支持Union(合并)和Find(查询)操作。Python实现中,用字典存储元素及其父节点,初始时每个元素为根。通过路径压缩提高效率。应用包括网络连通性判断、动态连通性检测和集合操作。掌握并查集,提升编程技能,解决复杂问题。开始探索,成为数据结构大师!
31 5
|
2月前
|
存储 算法 索引
深度挖掘:Python并查集背后的秘密,让你的代码逻辑清晰如水晶!
【7月更文挑战第17天】并查集,一种高效处理集合合并与查询的数据结构,常用于图论、社交网络分析等。Python中的实现利用数组存储元素的父节点,通过路径压缩和按秩合并优化查找和合并操作。简单代码示例展示了查找和合并方法,以及应用在检测无向图环路。并查集以其优雅的解决方案在算法世界中闪耀,提升代码的清晰度和效率。
40 5
|
2月前
|
Python
逆天改命!掌握Python并查集,数据结构难题从此不再是你的痛!
【7月更文挑战第18天】并查集,一种神器数据结构,用于处理不相交集合合并与查询,解决网络连通性等难题。Python实现常通过记录元素父节点
31 4
|
2月前
|
算法 数据挖掘 计算机视觉
Python并查集实战宝典:从入门到精通,让你的数据结构技能无懈可击!
【7月更文挑战第17天】并查集,如同瑞士军刀,是解决元素分组问题的利器,应用于好友关系、像素聚类、碰撞检测和连通性分析等场景。本文从基础到实战,介绍并查集的初始化、查找与路径压缩、按秩合并,以及在Kruskal算法中的应用。通过并查集,实现高效动态集合操作,对比哈希表和平衡树,其在合并与查找上的性能尤为突出。学习并查集,提升算法解决复杂问题的能力。
57 5
|
2月前
|
存储 算法 程序员
庆祝吧!掌握Python并查集,数据结构难题将不再是你的拦路虎!
【7月更文挑战第17天】并查集,一种数据结构,用于不相交集合的合并与查询,尤其适合解决图的连通性问题。通过Python实现,使用列表存储元素的父节点以判断集合关系。基本操作包括查找(确定元素集合)和合并(组合集合)。示例展示了如何用并查集配合Kruskal算法构建最小生成树。掌握并查集能高效处理复杂问题,优化后的查找和合并操作接近O(1)复杂度,是解决算法挑战的利器。
33 4
|
2月前
|
算法 计算机视觉 Python
Python并查集大揭秘:让你在算法界呼风唤雨,秒杀一切复杂场景!
【7月更文挑战第18天】并查集是Python中解决集合动态合并与查询的利器,常用于复杂问题。例如,在社交网络中快速判断用户是否在同一朋友圈,通过路径压缩优化的`UnionFind`类实现。另外,计算图像中岛屿数量也可借助并查集,将相邻像素合并成集合。并查集的应用显示了其在算法中的高效和灵活性,是提升编程技能的关键工具。
31 2
|
2月前
|
存储 算法 Python
火箭般的提升!学会Python并查集,让你的算法能力飞跃新高度!
【7月更文挑战第17天】并查集,高效解决集合合并查询问题,常用于图的连通性判断。Python实现关键包含查找和合并操作。初始化时,元素各自为集合。查找使用路径压缩优化,合并则可选按秩策略保持平衡。例如,检测无向图环路,遍历边,若并查集发现边两端已在同一集合,则存在环。掌握并查集,提升算法能力,助你在问题解决中一飞冲天!动手实践,成为算法达人!
38 2
|
2月前
|
算法 计算机视觉 开发者
燃爆全场!Python并查集:数据结构界的网红,让你的代码炫酷无比!
【7月更文挑战第16天】并查集,Python中的效率明星,处理不相交集合合并与查询。用于社交网络分析、图像处理、图论算法等领域。优雅实现结合路径压缩和按秩合并
28 1